人民日报：实践十号离生活并不远

制图:蔡华为

4月6日凌晨，中国第一颗微重力科学实验卫星——实用10号可回收科学实验卫星(简称实用10号)发射升空。这颗专为科学设计的卫星搭载了19名“乘客”进行空间科学实验。这些“乘客”的研究价值是什么？他们对中国空间科学的意义是什么？

对蚕、水稻等的研究。在未来可能有很大的应用前景。

10日进行的科学实验主要基于太空飞行期间创造的微重力(失重)环境。地球上发生的许多物理现象都是由重力引起的。通过消除重力因素，有可能观察到地球上不可能发生的独特现象，并揭示重力隐藏的秘密。实践10的发射相当于在空间微重力环境中积极建立一个“移动实验室”。

实践10的总设计寿命为15天，承载19个科学实验负载。在19名“乘客”中，有10项微重力科学实验和9项空间生命科学实验。实践10号是一颗返回卫星，有一个轨道预定舱和一个回收舱。在轨道预定舱内进行了8次流体物理和燃烧实验，可视为“单程票乘客”。剩余的11项科学实验将在回收舱进行。他们手里拿着“往返票”。这些实验负载和样本将在未来返回地球。

项目实践10的首席科学家胡文瑞院士说，从200多份申请中精心挑选了19项科学实验。所有这些实验都是微重力科学和空间生命科学的前沿课题，其中许多是世界上首次进行的。“每一项都是全新的探索，具有很强的科研价值”。

例如，电线绝缘和典型的非金属材料是为载人航天器防火而设计的两个微重力燃烧实验。由于微重力条件下缺乏完善的消防法规，中国过去常常从地面或航空消防法规中吸取教训。

“微重力环境比地面更容易着火，着火点不容易找到，也难以扑灭。那么，哪些材料可以使用，哪些不能使用？如何找到火？如何灭火？这一系列问题必须通过太空实验来解决。这两个实验是为了观察微重力条件下材料的点火、燃烧和烟雾排放规律，并比较重力条件下的燃烧规律，以便为建立我们自己完整的空间防火规范服务。这将对我们空间站未来的防火起到重要作用。”胡文瑞说。

再举一个例子，晶体生长和材料制备在现代通信和电子工业中扮演着重要的角色。在微重力环境下研究晶体生长可以消除浮力对流和重力降水效应的干扰。实践卫星10号科学应用系统总设计师康琦表示，研究微重力环境下的晶体生长和凝固过程，有助于了解熔体形成材料的界面动力学，并为改进地面晶体生长过程奠定基础。微重力环境抑制了溶质的浮力对流，从而获得了在地面重力场中难以生长的高质量材料。

这19个科学实验看起来“非常冷”，但其中许多离生命不远。以“微重力条件下煤炭燃烧及污染物生成特性研究”为例，煤炭是中国的主要能源，高效燃烧和减少污染排放对中国具有特殊意义。煤燃烧的建模研究需要准确的物理参数。然而，由于重力和浮力对流对地面的影响，几乎不可能精确测量一些物理参数。因此，有效地建立各种模型和模型推导，了解煤的燃烧机理，对提高煤的燃烧效率非常重要。在微重力环境下，观察煤炭燃烧和污染物产生的基本规律，有望获得一些地面上无法获得的基础数据，发展更完善的煤炭燃烧理论和模型，帮助中国更好地绿色利用煤炭资源。

康琦表示，蚕桑研究、水稻研究和生命科学探索在今后的研究中可能会有很大的应用前景，这不仅会转化为可观的经济效益，还会促进社会发展。

弥补了中国空间科学“只看技术，不看科学”的短板

与许多卫星不同，Praxis 10是专门为科学设计的，目前是在一次操作中进行了最多数量的微重力科学和空间生命科学实验的卫星。

胡文瑞说，“只有技术，没有科学”是中国空间科学的短板。他认为空间利用包括三个方面:空间科学、空间应用和空间技术。这三个方面是不可替代的，但长期以来我国的空间利用一直侧重于空间技术和空间应用，而对空间基础科学重视不够。

据统计，世界上有5000多个空间科学实验项目，中国仅占其中的一小部分。我国的空间科学研究依赖于对其他国家公开数据的二次分析，其在科学研究领域的投资也落后于美国航天局和欧洲航天局。

中国科学院国家空间科学中心主任、空间科学卫星工程执行副主任吴吉说，中国以前发射的卫星基本上用于灾害预测、通信和广播以及其他技术应用。要成为太空强国，我们仍然需要在科学研究上取得突破。支持基础研究，虽然暂时可能不适用，但将对未来发展产生巨大影响。“我们的国家已经成为太空强国。要转变成太空力量，我们离不开太空科学卫星。要实现创新驱动的发展，必须具备原始创新能力。”

2011年1月，由中国科学院发起的a类战略试点科学项目“空间科学试点项目”正式启动。这是中国第一批以重大科学发现为主要目标的科学卫星项目。Praxis 10是首批安装的4颗科学卫星之一。另外三颗是暗物质粒子探测卫星、硬X射线调制望远镜卫星和量子科学实验卫星。

2015年12月18日，中国第一颗暗物质粒子探测卫星“悟空”成功发射。通过探测宇宙中高能粒子的方向、能量和电荷大小，可以间接地发现和研究暗物质粒子，这有助于理解宇宙的起源。

将于2016年下半年发射的硬X射线调制望远镜卫星主要用于发现和研究黑洞的性质以及极端条件下的物理规律。通过对黑洞、中子星和活动星系等高能天体的观测，分析它们的光变率和能谱特性，研究物质在致密天体和黑洞的强引力下的动力学和高能辐射过程。

计划于今年7月发射的量子科学实验卫星有望在空间量子通信的实用性方面取得重大突破。胡文瑞说，中国科学院的空间科学试点项目有望为中国的空间科学研究开一个好头。

返回的科学卫星具有空间站无法替代的优势。

中国是继美国和俄罗斯之后第三个掌握可回收卫星技术的国家。航天科技集团第五研究所十号实践项目总工程师唐伯昌说，可回收卫星是开创中国空间遥感事业的一大功勋。在空间信息技术还不太发达的时候，有必要采用“从天而降，返回获取信息”的方法。然而，随着中国“天地信息高速公路”的建设，返回式卫星的发展正在逐渐衰退。最后一次发射是在2006年的第八次实践。

有人质疑:中国计划在2020年左右建造一个载人空间站，空间站也可以进行微重力实验。为什么要发射像普拉西斯10号这样的科学卫星？

胡文瑞说，空间站和科学实验卫星有各自的优势，在空间科学实验中相辅相成。“我以前在做实验计划的时候就已经和载人航天工程的研究人员沟通过了，并且尽量避免重复实验。空间站具有实验时间长、参与性强的优点，但与载人空间站相比，返回式科学卫星还具有空间站无法替代的优点。

胡文瑞解释说，第一颗可回收的科学卫星具有理想的微重力环境。载人空间站的主要目标是宇航员的健康和安全，由于人员活动或机械操作的干扰，微重力环境可能无法满足要求。此外，卫星更具移动性。发射前八个小时，最后一名“乘客”迟到了，以便最大限度地消除地球引力的影响。最后，两个隔间的实验环境也可以允许一些更危险的实验单独进行。所有这些都不能在空间站完成。

胡文瑞还表示，可回收卫星进行的空间科学实验风险低、成本低，一次飞行可以提供更多的实验，这尤其有利于国际合作。据报道，Praxis-10也是一个开放的卫星任务，由中国科学院的11个研究所和6所大学赞助和参与科学实验，并与欧洲航天局开展密切的国际空间合作。

其中，“微重力条件下石油组分热扩散特性研究及索雷特系数测量”是与欧洲航天局和加拿大国家石油公司合作测量原油索雷特系数，旨在加深对高压和温度梯度下多组分流体流体成分分布的认识，为油田原油分布提供更准确的理论预测，从而降低油田开发成本。

吴吉说，除了已经发射的四个卫星项目，如Praxis 10，空间科学试点项目还选择和支持了八个背景项目，为未来5至10年的空间科学卫星做准备。其中，中欧联合空间科学卫星任务“太阳风-磁层相互作用全景成像卫星计划”和全球水循环观测卫星开展了科学目标细化、探测方案优化、关键技术研究等工作，并在国际上得到展示。(原标题:练习10离生活不远)

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